让单片机代码性能起飞的七大技巧

单片机的程序比软开少一些，真正想编写出高效的代码，还是要积累很多年的。          

在做研发工程师的10年里，我经历过几个公司，看过很多工程师写的代码，但真正能让我跪着看完的，极少。哪怕是大厂工程师，也会有让人笑掉大牙的代码。          

高效的背后，有很多学问，需要有一定的数学功底，对编译器有较深的了解，懂汇编。          

具备这些能力，写出来的代码，才能让cpu执行这段代码所花费的时间，以及占用的ROM和RAM资源更少。          

然而，如果把项目每个细节，都优化到高效的程度，花费的时间，是平时的两倍。          

所以，我们在做项目时，一般只优化核心功能，才能赶上项目的进度，除非经验相当丰富。          

下面分享几点高效代码的技巧：1.使用位操作代替算术操作，因为位操作更快。

还有就是用左移、右移替代乘除法。 比如a=b*256，可以改成a = b<<8 比如a=b/256，可以改成a = b>>8  

2.避免不必要的操作去除代码中不必要的操作，如多余的变量赋值、函数调用等。

 3.控制数据类型大小特别是尽量别用float，浮点运算通常需要更多的CPU周期和内存空间，因为浮点数的表示和运算比整数复杂，除非单片机内置了硬件浮点单元（FPU）。 能用unsigned就不用signed，无符号整数的运算可能比有符号整数更快，因为不需要处理符号位。 能用char就不用int，较小的数据类型在处理和传输时更快，因为它们占用的内存和带宽更少。特别对于存储大量数据的数组或缓冲区，使用 char 类型可以显著减少内存占用。   

4.利用硬件资源比如说STM32单片机，可以利用DMA传输数据，减少CPU负载。  5.代码重用    一些重复的代码，通过函数或宏来重用代码。

 6.自加、自减指令用i--、i-=1、i++、i+=1、去替代i = i-1，i=i+1的操作，有些编译器对前者进行了优化，效率更高。  7.优化算法以计算1到100的和为例。 我们可能会首先想到使用循环，来写程序：

这种方法虽然直观，但在效率上可能不是最优的。那怎么去优化？这时候就要考验工程师的数学功底了。 可以根据等差数列求和公式，1到100的和可以表示为：

n是序列的最后一项，即100。将这个公式应用到代码中：

对以上两种实现代码的总结：尽管程序都能得到相同的结果，但是第二种方法在运行效率上明显优于第一种。因为它避免了循环的开销，直接通过数学公式计算出结果。   在编写单片机代码时，尽量通过数学方法，或其他算法技巧，提高程序的执行效率。   这不仅可以减少了CPU的计算时间，还能减少程序占用的内存空间，从而提高整体性能。          

插个题外话，之前很多老铁问我，数学不好，可以学单片机吗？          

我觉得这就是一个很好的例子，数学不是门槛，而是天花板。          

第一种实现方式，是小学算数低，但效率低。             

第二种，则需要一定的数学能力，但效率高。          

那同样都能实现功能，效率低点就低点呗，有什么所谓？          

其实这个会间接影响到硬件成本。          

比如数学功底好的，可以用低端单片机去实现功能，而数学功底不好的，写出来代码效率低，则需要性能更强的单片机支撑。          

不过，很多产品，对效率的要求并没这么苛刻，哪怕用第一种方式，照样没问题。